CN100534963C - 一种热塑性树脂包膜改性控释肥 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热塑性树脂包膜控释肥，该控释肥粒径范围1.0-5.5mm，养分释放期1-12个月，它是按照下述工艺制备的：1)按热塑性塑料与有机溶剂重量比1∶20，向溶解釜加入有机溶剂；2)按重量份，将6份热塑性塑料、2份十二烷基苯磺酸钠和1.5份包膜调理剂加入溶解釜，搅拌溶解，制成包膜溶液；3)向流化床通入气体，按热塑性塑料重量的20倍加入颗粒肥料，使其处于流化状态并预热；4)将包膜溶液加压通过流化床内的喷头喷到肥料颗粒表面，肥料颗粒表面形成光滑致密的膜，得成品热塑性树脂包膜控释肥料。本产品具有显著的增产和增效作用，具有极好的养分控释性能，具有极为广泛的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明属于化工产品领域，具体涉及一种热塑性树脂包膜改性控释肥产品。
背景技术
我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20～30％，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50～60％，我国化肥当季利用率平均仅为30～35％。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释肥料，提高肥料利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。我国化肥利用率低于发达国家的原因之一，就是在发达国家所采取的系列科学施肥技术在中国难以奏效。我国农民的教育水平低，农户土地面积小而分散，种植体系复杂，机械化程度低，农化服务体系难以建立和到位，配方施肥和其它技术措施很难为农民提供方便的服务；另外，在经济发达地区，农民已不愿意在追肥等农艺操作上花费太多的时间和精力。因此，急需一种集配方施肥、控释技术为一体的物化肥料产品。新型控释复合肥料的出现，不仅能提高肥料利用率，保证粮食安全，减少环境污染，也满足了农民的实际需求。
包膜控释肥料是以颗粒化肥为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求协调的新型肥料剂型。包膜控释肥料的种类，从包膜材料来分，可分为无机物包膜肥料和有机聚合物包膜肥料，前者多数是以含有一定养分的无机肥料或土壤调理剂之类物质，后者包括有机聚合物、低水溶性或难溶性的有机合成物等作为包膜材料。从包膜控释肥料的营养元素种类来看，氮、磷、钾大量元素及一些微量元素均在研究之列，但是，目前主要是以氮、磷、钾包膜化肥为主。
目前，国内外包膜控释肥的研究已经发展到了一个较高的高度，工艺技术已日趋成熟，养分控释性能良好，生产成本高的问题得到了初步解决，包膜控释肥产品已经在大田作物上得到了初步推广，取得了阶段性成果，但溶剂的选择、工艺参数的优化和添加剂的选择始终是制约控释肥产业化生产的瓶颈。完全采用热塑性树脂包膜制作控释肥，一方面生产成本较高，使得控释肥价格较高，不利于热塑性控释肥的推广应用，另一方面，施用后树脂降解速度较慢，可能会对土壤生物造成一定影响，因此需要采取有效措施加速控释肥残膜降解。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热塑性树脂包膜改性控释肥料。
本发明的热塑性树脂包膜改性控释肥，该控释肥粒径范围1.0～5.5mm，养分释放期1-12个月，它是按照下述工艺制备的：
1)按热塑性塑料与有机溶剂重量比1∶20，向溶解釜加入有机溶剂；
2)按重量份，将6份热塑性塑料、2份十二烷基苯磺酸钠和1.5份包膜调理剂加入溶解釜，在120℃温度下搅拌溶解，制成包膜溶液；
3)向流化床通入气体，按热塑性塑料重量的20倍加入颗粒肥料，使其处于流化状态并预热至45℃；
4)将包膜溶液加压至0.5Mpa-1Mpa，通过流化床内的喷头喷到肥料颗粒表面，有机溶剂迅速挥发，肥料颗粒表面形成光滑致密的膜，得成品热塑性树脂包膜控释肥料。
在优选的方案中，所述的热塑性树脂包膜改性控释肥，所用热塑性塑料为酚醛树脂或丙烯酸树脂等热塑性树脂。
所述的热塑性树脂包膜改性控释肥，所用的包膜调理剂为本领域常规产品，在优选的方案中，选用橡胶粉、骨粉、谷物粉或矿物粉。
上述谷物粉优选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。上述矿物粉优选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉等粘土矿物。
优选的，所述有机溶剂选用二甲苯、四氯乙烯或其混合物。当利用二甲苯作有机溶剂时，步骤2)中向流化床通入的气体为氮气，当利用四氯乙烯作有机溶剂时，步骤2)中向流化床通入的气体为空气。
本发明的显著效果是：产品的养分控释期可以根据包膜厚度及添加调理剂来调节，可以精确地控制在1个月到12个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的产品按一定的比例混合起来，模拟各种作物对养分的需求，做成各种专用包膜控释肥，使控释肥的养分释放曲线与作物对养分的吸收曲线相吻合，达到养分精确控释的目的。该制作方法的主要膜材料采用回收废旧塑料树脂，目前国内外这种回收的泡沫和薄膜数量很大，适于产业化大规模生产，所得的产品不仅成本低，而且养分控释的质量和效果极佳，同时施入土壤后包膜肥料的膜壳由于在包膜材料中加入了可诱导其快速老化和降解的橡胶粉、矿物粉和谷物粉等调理剂，不但可以减少树脂用量，降低生产成本，而且使其残膜能快速老化和被土壤微生物降解，不致在土壤中长期残留，极为适合目前国际和国内肥料发展和环境保护的趋势，具有及其广阔的市场开发前景。此产品已在水稻、玉米、烟草、花生、小麦、棉花、草莓、马铃薯、多种花卉、蔬菜、果树、草坪等作物上进行了大量的盆栽试验、田间试验和示范，试验结果表明，此产品在上述作物上均具有显著的增产和增效作用，具有极为广泛的推广应用前景。
附图说明
图1是热塑性树脂包膜改性控释肥的产品结构示意图。其中，1是控释肥的包膜层，2是控释肥的肥料核芯。
图2是控释3个月热塑性树脂包膜改性控释肥43-0-0在25℃水中的养分释放曲线图。
图3是控释9个月热塑性树脂包膜改性控释肥14-14-14在25℃水中养分释放曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的技术方案，但不限于此。
实施例一：以二甲苯为溶剂，以聚乙烯生产包膜尿素。
步骤如下：
1)将4000kg二甲苯加入到溶解釜；
2)将200kg聚乙烯、67kg十二烷基苯磺酸钠、33kg石蜡和50kg包膜调理剂(含30kg橡胶粉和20kg玉米淀粉)加入溶解釜，在120℃温度下搅拌溶解，制成包膜溶液；
3)向流化床通入氮气，加入4000kg颗粒肥料使其处于流化状态并预热至45℃；
4)将包膜溶液加压至0.5MPa，通过流化床内的喷头喷到肥料颗粒表面，有机溶剂迅速挥发，热塑性塑料则留在颗粒表面形成光滑致密的膜，重复该步骤终得控释期为4个月的热塑性包膜改性控释尿素成品。
含二甲苯的气体经冷凝回收后可循环利用。
实施例二：以四氯乙烯为溶剂，以聚乙烯和聚苯乙烯混合物生产包膜复混肥。
1)将2500kg四氯乙烯加入到溶解釜；
2)将125kg聚乙烯和聚苯乙烯混合物(100kg聚乙烯和25kg聚苯乙烯)、42kg十二烷基苯磺酸钠、21kg石蜡和31kg包膜调理剂(含20kg稻米粉和11kg硅藻土)加入溶解釜，在120℃温度下搅拌溶解，制成包膜溶液；
3)向流化床通入空气，加入3750kg颗粒肥料使其处于流化状态并预热至45℃；
4)将包膜溶液加压至0.8MPa，通过流化床内的喷头喷到肥料颗粒表面，有机溶剂迅速挥发，热塑性塑料则留在颗粒表面形成光滑致密的膜，重复该步骤终得控释期为10个月热塑性包膜控释肥料成品。
试验例
下面以试验来说明本产品热塑性包膜控释肥的具体效果：
(1)试验材料和设计
试验设在山东省临沂市河东区，供试土壤为种植水稻数十年潴育型水稻土，种植模式为稻麦两熟。
供试肥料为控释90天的热塑性树脂包膜改性控释尿素(含氮量为43％)，磷肥为P2O5≥14％的过磷酸钙，钾肥为德国产的K2O≥60％的氯化钾。普通施肥处理纯氮400kg/hm2，控释肥设两个处理，分别施纯氮340kg/hm2(控释肥1)和280kg/hm2(控释肥2)，根据当地农民施肥习惯普通尿素、包膜控释尿素、磷肥和钾肥都在灌水前一次性基施，并耙土覆盖10cm左右，在灌水后插秧前进行水耙(耙深10cm左右)。供试水稻品种为临稻十号，根据当地习惯插秧密度为20cm×20cm，每穴3-5苗，每苗1-3蘖。
(2)结果分析，热塑性树脂包膜改性控释尿素对水稻产量影响详见表1
表1不同施肥处理水稻产量比较
| 处理 | 比普通肥料减少施用量(％) | 比普通肥料增产率(％) | 效果评价 |
| 普通肥料 | 0 | 0 | 肥料利用率低，建议增加施肥次数或施用新型肥料。 |
| 控释肥1 | 15 | 18.9 | 增产效果好，投入成本稍高，省时省力，可以推广。 |
| 控释肥2 | 30 | 13.9 | 增产效果明显，投入少，省时省力，值得推广。 |
图2-3是热塑性树脂包膜控释肥的养分释放曲线图，可以看出本发明的热塑性树脂包膜控释肥具有良好的释放周期，很好的起到了控释作用。
Claims (4)
1、一种热塑性树脂包膜改性控释肥，其特征是，该控释肥粒径范围1.0～5.5mm，养分释放期1-12个月，它是按照下述工艺制备的：
1)按热塑性塑料与有机溶剂重量比1∶20，向溶解釜加入有机溶剂，所述热塑性塑料为酚醛树脂或丙烯酸树脂；
2)按重量份，将6份热塑性塑料、2份十二烷基苯磺酸钠和1.5份包膜调理剂加入溶解釜，在120℃温度下搅拌溶解，制成包膜溶液，所述包膜调理剂为橡胶粉、骨粉、谷物粉或矿物粉；
3)向流化床通入气体，按热塑性塑料重量的20-30倍加入颗粒肥料，使其处于流化状态并预热至45℃；
4)将包膜溶液加压至0.5MPa-1Mpa，通过流化床内的喷头喷到肥料颗粒表面，有机溶剂迅速挥发，肥料颗粒表面形成光滑致密的膜，得成品热塑性树脂包膜控释肥料。
2、根据权利要求1所述的热塑性树脂包膜改性控释肥，其特征在于，所述谷物粉选自小麦粉、稻米粉、玉米粉或红薯粉。
3、根据权利要求1所述的热塑性树脂包膜改性控释肥，其特征在于，所述矿物粉选自沸石粉、硅藻土、轻质碳酸钙或滑石粉。
4、根据权利要求1-3任一所述的热塑性树脂包膜改性控释肥，其具备如下特征：所述有机溶剂选用二甲苯、四氯乙烯或其混合物，当利用二甲苯作有机溶剂时，步骤2)中向流化床通入的气体为氮气，当利用四氯乙烯或二甲苯与四氯乙烯混合物(质量比≤1)作有机溶剂时，步骤2)中向流化床通入的气体为空气。
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